CN109378907A - 半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源 - Google Patents
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Abstract
本发明属于多能源利用技术领域，特别涉及一种半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源。包括高压半导体阀组、交流电流源、高压隔离互感器、阀段取能互感器、单元取能变送器及单元控制电源；由一台高压隔离互感器LH0与高压半导体阀组一端对地电压等级相配合的交流互感器承担主绝缘；纵绝缘由多台阀段取能互感器分压分担；高压半导体阀组由多段构成，每段设有一台阀段取能互感器，每个电流互感器绝缘与本区段分担的纵绝缘电压等级相配合。本发明比穿心电缆与取能互感器耦合取能方案的应用电压更高，比自取能电路提供更大的电源功率，实现了半导体元件串联应用在高压电路时高电位取能问题。
Description
技术领域
本发明属于多能源利用技术领域，特别涉及一种半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源。
背景技术
电力半导体高压阀由多级电力半导体器件串联构成，高压阀一端对地处于高电位，阀内各级的处于不同电位。控制电路与主器件相连，控制电源的绝缘隔离能力与主器件绝缘水平一致。在直流输电中电压等级为±160KV± 320KV ±500KV,对地电位如此之高，并且高压阀中串联的半导体开关单元数量过百，在紧凑的高压阀结构中提供绝缘电压高数量如此多的制电源成为难题。
常用的技术有：
1）以H桥为基本单元以固定频率开关的电路中，从本单元H桥的直流端直接降压变换取能供电。SVG,高压变频器，柔性直流输电换流阀电路中都可以用这种方法。
2）高电位上的控制电路连接电流互感器，一根高压电缆从所有的互感器中心孔穿过，通过电流互感器耦合取能。
方法1局限于H桥单元两端始终有电的情况。方法2既局限于高压电缆的主绝缘水平，又局限于互感器与电缆间电场强度，此方法只能用在35KV以内的电压等级。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提出了一种半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源，其目的是为了实现半导体元件串联应用在高压电路时高电位取能问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源，包括高压半导体阀组、交流电流源、高压隔离互感器、阀段取能互感器、单元取能变送器以及单元控制电源；其中，由一台高压隔离互感器LH0与高压半导体阀组一端对地电压等级相配合的交流互感器承担主绝缘；纵绝缘由多台阀段取能互感器分压分担；高压半导体阀组由多段构成，每段设有一台阀段取能互感器，每个电流互感器绝缘与本区段分担的纵绝缘电压等级相配合。
所述交流电流源ACP处于地电位，其交流电流源输出端连接高压隔离互感器LH0，高压隔离互感器LH0的次级连接一条高压电缆JG0；高压电缆JG0穿过所有阀段取能互感器；阀段取能互感器的次级连接另一条高压电缆，高压电缆的高压电缆JG1、高压电缆JG2……高压电缆JGn从本阀段的所有单元取能变送器的铁芯穿过，单元取能变送器的次级与单元控制电源相连接。
所述半导体阀组中的半导体阀由多段构成，每段高压半导体阀设有一台阀段取能互感器，本段高压半导体阀的电源取能来自这台阀段取能互感器的次级。
所述交流电流源ACP是中频正弦波电流源；高压半导体阀的每个单元都设有一个单元控制电源，交流电流经整流后变成直流，直流经过电流-电压变换后得到电压稳定的直流电源。
所述阀段取能互感器 包括：阀段取能互感器LH1、阀段取能互感器LH2……阀段取能互感器LHN。
所述单元取能变送器包括：单元取能变送器LH11、单元取能变送器LH12、单元取能变送器LH21、单元取能变送器LH22、单元取能变送器LHn1、单元取能变送器LHn2、单元取能变送器LH1m、单元取能变送器LH2m……单元取能变送器LHnm。
所述高压电缆包括：高压电缆JG1、高压电缆JG2……高压电缆JGn。
所述单元控制电源包括：单元控制电源M11、单元控制电源M12、单元控制电源M21单元控制电源M22、单元控制电源Mn1、单元控制电源Mn2……单元控制电源Mnm。
本发明具有以下优点及有益效果：
半导体元件串联应用中，每个串联单元处于不同的电位，本发明提供一种给处于不同电位上的控制单元的工作电源供电的方案。优点是：比穿心电缆与取能互感器耦合取能方案的应用电压更高，比自取能电路提供更大的电源功率。因此，能够实现半导体元件串联应用在高压电路时高电位取能问题。
附图说明
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，以下实施例用于说明本发明，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
图1是本发明结构示意图。
图中：交流电流源ACP1，高压隔离互感器LH02，阀段取能互感器3，高压电缆JG04，单元取能变送器5，高压电缆6，单元控制电源7。
具体实施方式
本发明是一种半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源，如图1所示，图1是本发明结构示意图。利用高压交流互感器串联耦合的取能方式提供一种新型多路隔离电源。
本发明包括：高压半导体阀组、交流电流源、高压隔离互感器、阀段取能互感器、单元取能变送器、单元控制电源。
阀段取能互感器3 包括：阀段取能互感器LH1、阀段取能互感器LH2……阀段取能互感器LHN。
单元取能变送器5包括：单元取能变送器LH11、单元取能变送器LH12、单元取能变送器LH21、单元取能变送器LH22、单元取能变送器LHn1、单元取能变送器LHn2、单元取能变送器LH1m、单元取能变送器LH2m……单元取能变送器LHnm。
高压电缆6包括：高压电缆JG1、高压电缆JG2……高压电缆JGn。
单元控制电源7包括：单元控制电源M11、单元控制电源M12、单元控制电源M21单元控制电源M22、单元控制电源Mn1、单元控制电源Mn2……单元控制电源Mnm。
其中，由一台高压隔离互感器LH02与高压半导体阀组一端对地电压等级相配合的交流互感器承担主绝缘；纵绝缘由多台阀段取能互感器3分压分担。高压半导体阀组由多段构成，每段设有一台阀段取能互感器3，每个电流互感器绝缘与本区段分担的纵绝缘电压等级相配合。
交流电流源ACP1处于地电位，其交流电流源输出端连接高压隔离互感器LH02，高压隔离互感器LH02的次级连接一条高压电缆JG04。高压电缆JG04穿过所有阀段取能互感器3。阀段取能互感器3的次级连接另一条高压电缆6，高压电缆6的高压电缆JG1、高压电缆JG2……高压电缆JGn从本阀段的所有单元取能变送器5的铁芯穿过，单元取能变送器5的次级与单元控制电源7相连接。
半导体阀由多段构成，每段高压半导体阀设有一台阀段取能互感器，本段高压半导体阀的电源取能来自这台阀段取能互感器的次级。
交流电流源ACP1是中频正弦波电流源。高压半导体阀的每个单元都设有一个单元控制电源，交流电流经整流后变成直流，直流经过电流-电压变换后得到电压稳定的直流电源。
Claims (8)
1.半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源，其特征是：包括高压半导体阀组、交流电流源、高压隔离互感器、阀段取能互感器、单元取能变送器以及单元控制电源；其中，由一台高压隔离互感器LH0与高压半导体阀组一端对地电压等级相配合的交流互感器承担主绝缘；纵绝缘由多台阀段取能互感器分压分担；高压半导体阀组由多段构成，每段设有一台阀段取能互感器，每个电流互感器绝缘与本区段分担的纵绝缘电压等级相配合。
2.根据权利要求1所述的半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源，其特征是：所述交流电流源ACP处于地电位，其交流电流源输出端连接高压隔离互感器LH0，高压隔离互感器LH0的次级连接一条高压电缆JG0；高压电缆JG0穿过所有阀段取能互感器；阀段取能互感器的次级连接另一条高压电缆，高压电缆的高压电缆JG1、高压电缆JG2……高压电缆JGn从本阀段的所有单元取能变送器的铁芯穿过，单元取能变送器的次级与单元控制电源相连接。
3.根据权利要求1所述的半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源，其特征是：所述半导体阀组中的半导体阀由多段构成，每段高压半导体阀设有一台阀段取能互感器，本段高压半导体阀的电源取能来自这台阀段取能互感器的次级。
4.根据权利要求1所述的半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源，其特征是：所述交流电流源ACP是中频正弦波电流源；高压半导体阀的每个单元都设有一个单元控制电源，交流电流经整流后变成直流，直流经过电流-电压变换后得到电压稳定的直流电源。
5.根据权利要求1所述的半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源，其特征是：所述阀段取能互感器 包括：阀段取能互感器LH1、阀段取能互感器LH2……阀段取能互感器LHN。
6.根据权利要求1所述的半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源，其特征是：所述单元取能变送器包括：单元取能变送器LH11、单元取能变送器LH12、单元取能变送器LH21、单元取能变送器LH22、单元取能变送器LHn1、单元取能变送器LHn2、单元取能变送器LH1m、单元取能变送器LH2m……单元取能变送器LHnm。
7.根据权利要求1所述的半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源，其特征是：所述高压电缆包括：高压电缆JG1、高压电缆JG2……高压电缆JGn。
8.根据权利要求1所述的半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源，其特征是：所述单元控制电源包括：单元控制电源M11、单元控制电源M12、单元控制电源M21单元控制电源M22、单元控制电源Mn1、单元控制电源Mn2……单元控制电源Mnm。
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